Awòtẹlẹ Fermi ṣe akiyesi mimọ ti itujade γ-ray ti o mọ ni aarin galaxy ile wa eyiti o farahan ti kii ṣe iyipo ati fifẹ. Ti a tọka si bi Excess ile-iṣẹ galactic (GCE), γ-ray ti o pọju jẹ ibuwọlu ti ọrọ dudu ti o ṣeeṣe ti o dide bi ọja ti iparun ara ẹni ti awọn patikulu ibaraenisọrọ alailagbara (WIMPs), oludije patiku ọrọ dudu. Sibẹsibẹ, apọju γ-ray ti a ṣe akiyesi ni ile-iṣẹ galactic le tun jẹ nitori awọn pulsars millisecond atijọ (MSPs). Titi di isisiyi, o ti waye pe imọ-ara GCE nitori ọrọ dudu (DM) yoo jẹ iyipo. Iwadi kikopa aipẹ kan fihan pe mofoloji gamma-ray nitori DM le jẹ aisi-spherical ni pataki ati fifẹ. Eyi tumọ si awọn iparun ọrọ dudu (DM) mejeeji ati awọn idawọle millisecond pulsars (MSPs) fun GCE ti a ṣakiyesi jẹ ṣeeṣe bakanna. Awọn egungun gamma ti a ṣejade ni iparun ti ọrọ dudu (DM) yoo ni ipele agbara ti o ga pupọ ti isunmọ 0.1 tera-electron-volts (TeV). Awọn ẹrọ imutobi gamma-ray ti o ṣe deede ko le rii awọn fọto ti o ni agbara giga wọnyi taara. Nitorinaa, ijẹrisi ọrọ dudu (DM) awoṣe Galactic Centre Excess (GCE) yoo ṣee ṣe lẹhin ipari awọn ẹkọ nipasẹ awọn akiyesi tera γ-ray bii Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) ati Gusu Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO).
Itan ọrọ okunkun bẹrẹ ni ọdun 1933 nigbati Fritz Zwicky ṣe akiyesi pe awọn irawọ ti o yara ni Iṣupọ Coma ko le duro papọ ki o duro ni iduroṣinṣin laisi wiwa ti ọrọ afikun ti o jẹ alaihan bakan ṣugbọn o ṣe ipa agbara gravitational to peye lati da awọn irawọ duro lati ja bo yato si. Ó dá ọ̀rọ̀ náà “ọ̀rọ̀ òkùnkùn” sílẹ̀ láti tọ́ka sí irú ọ̀ràn àìrí bẹ́ẹ̀. Ni awọn ọdun 1960, Vera Rubin ṣe ilowosi seminal si oye wa ti ọrọ dudu. O ṣe akiyesi pe awọn irawọ ti o wa ni awọn egbegbe ita ti Andromeda ati awọn irawọ miiran n yi pada pẹlu iyara bi awọn iyara ti awọn irawọ si ọna aarin. Fun apao gbogbo ọrọ ti a ṣakiyesi, galaxy yẹ ki o ti lọ yato si ti o jẹ dandan wiwa diẹ ninu awọn afikun ọrọ alaihan ti o pa awọn iṣupọ pọ mọ ki o jẹ ki wọn yiyi ni iyara giga. Awọn wiwọn rẹ ti awọn iyipo iyipo ti galaxy Andromeda pese ẹri akọkọ ti ọrọ dudu.
Bayi a mọ pe ọrọ dudu ko ni ajọṣepọ pẹlu ina tabi agbara itanna. Ko fa, tan imọlẹ tabi tan ina tabi eyikeyi itanna eletiriki miiran ati pe ko ṣee ri nitorinaa tọka si dudu. Ṣugbọn o ṣajọpọ ni agbara ati pe o ni ipa gbigbo lori ọrọ lasan, ati pe eyi ni bi wiwa rẹ ninu aaye ṣe jẹ oye ni gbogbogbo. Awọn ajọọrawọ waye papọ ni iwọntunwọnsi nipasẹ ipa agbara ti ọrọ dudu eyiti o jẹ bi 26.8% ti akoonu agbara pupọ ti agbaye lakoko ti gbogbo agbaye ti o ṣe akiyesi pẹlu gbogbo ọrọ lasan baryonic ti gbogbo wa jẹ ti ṣe 4.9% nikan ti Agbaye. Iyoku 68.3% ti akoonu agbara ibi-aye jẹ agbara dudu.
A ko mọ kini ọrọ dudu jẹ gaan. Ko si awọn patikulu ipilẹ ninu Awoṣe Ipele ni awọn ohun-ini ti o nilo lati jẹ ọrọ dudu. Boya, awọn ile-itumọ “awọn patikulu supersymmetric” ti o jẹ alabaṣepọ si awọn patikulu ninu Awoṣe Standard ṣe ọrọ dudu. Boya aye ti o jọra ti ọrọ dudu wa. Awọn WIMPs (Awọn patikulu Ibaṣepọ Alailagbara), awọn axions, tabi neutrinos ti o ni ifo jẹ awọn patikulu ti o ni idawọle ti o kọja Awoṣe Standard ti o jẹ asiwaju awọn oludije. Sibẹsibẹ, ko si aṣeyọri ti o ti waye sibẹsibẹ ni wiwa iru awọn patikulu.
Awọn iṣẹ akanṣe pupọ wa (bii Idanwo XENON, DarkSide-20k Project, EURECA R idanwo, ati RES NOVA) lọwọlọwọ lọwọlọwọ fun wiwa taara ti awọn patikulu ọrọ dudu. Iwọnyi jẹ awọn aṣawari gaasi ọlọla olomi tabi awọn aṣawari cryogenic eyiti a ṣe apẹrẹ lati ṣe awari awọn ifihan agbara arẹwẹsi lati awọn ibaraẹnisọrọ ti awọn patikulu ọrọ dudu. Sibẹsibẹ, pelu ọpọlọpọ awọn isunmọ aramada, ko si iṣẹ akanṣe ti o le rii taara eyikeyi patiku ọrọ dudu sibẹsibẹ.
Fun ẹri aiṣe-taara ti ọrọ dudu, eniyan le wa awọn ipa gbigbo ti ọrọ dudu, gẹgẹ bi Fritz Zwicky ati Vera Rubin ṣe lati ṣe awari ọrọ dudu nipa kikọ ẹkọ bii awọn irawọ ṣe waye papọ laibikita nini awọn iyara ti o ga ni aibikita fun ọrọ lasan ti a ṣakiyesi. Awọn ipa gravitational ti lẹnsi (fifẹ ina) ati awọn ipa lori gbigbe awọn irawọ ni aaye tun le pese ẹri aiṣe-taara ti wiwa ti ọrọ dudu. Ni afikun, awọn ọja iparun (gẹgẹbi awọn egungun gamma, neutrinos, ati awọn egungun agba aye) ti a ṣẹda nigbati awọn patikulu ọrọ dudu ba ara wọn ni aaye tun le fihan wiwa ti ọrọ dudu. Ọkan iru ipo nibiti a ti sọ asọtẹlẹ ọrọ dudu ti o da lori awọn ọja ti iparun ti awọn patikulu ọrọ dudu ni aarin ti ọna Milky galaxy ile wa.
Ṣiṣawari ọrọ dudu ni aarin ti ọna galaxy ile wa
Awọn itọkasi wa ti didan agbedemeji makirowefu kaakiri ni aarin ti Milky Way (MW). Imọlẹ ti o pọ ju ni a daba lati jẹ nitori itujade synchrotron lati awọn elekitironi ibatan ati awọn positrons ti ipilẹṣẹ ni iparun ọrọ dudu WIMP, nitorinaa ifihan ifihan γ-ray tan kaakiri ni iwọn agbara to awọn ọgọrun-un GeV ni a ti sọtẹlẹ. Lẹhinna, Awotẹlẹ Agbegbe Fermi-Large (LAT) ṣe awari ifihan γ-ray eyiti o jẹ idanimọ bi Excess Center Galactic (GCE). Laipẹ, o ṣe akiyesi pe Excess Galactic Center (GCE) tun le jẹ nitori awọn irawọ neutroni atijọ (pulsars millisecond). O ti ro pe mofoloji ti GCE yoo ṣe pataki – GCE ti o ni iwọn-ara-apapọ yoo jẹ itọkasi ti itujade γ-ray lati iparun ti awọn patikulu dudu ọrọ (DM) lakoko ti ẹkọ-ara ti GCE yoo jẹ imọran ti itujade γ-ray lati millisecond pulsars (MSP).
Awoye nla ti ile-iṣẹ galactic Milky Way nipasẹ Fermi-Large Area Telescope (LAT) ṣe afihan asphericity ti o fẹẹrẹ kan. Ni deede, ọkan yoo ṣepọ asphericity ti a ṣe akiyesi si awọn irawọ atijọ (MSP) sibẹsibẹ iwadi aipẹ kan ti a tẹjade ni Oṣu Kẹwa Ọjọ 16, Ọdun 2025 ti pari pe awọn igbekalẹ GCE ti a sọtẹlẹ nipasẹ awọn irawọ atijọ (MSP) ati ọrọ dudu (DM) awọn awoṣe iparun ko ṣe iyatọ.
Lati ṣe iwadi pinpin ọrọ dudu, awọn oniwadi ṣe simulation ti morphology ti MW (Milky Way) -bi awọn irawọ. Nwọn si ri wipe dudu ọrọ halos ni ayika awọn ajọọrawọ bi daradara bi ni ayika aringbungbun awọn ẹkun ni ti awọn ajọọrawọ wà ṣọwọn iyipo bi assumed ni anisotropic awoṣe. Dipo, itupalẹ ṣe afihan asọtẹlẹ iwuwo ọrọ dudu ti o tan fun gbogbo awọn irawọ. Pipin ọrọ dudu ti kii ṣe axisymmetric (DM) ni a fihan tun nipasẹ itan-akọọlẹ iṣọpọ ti Milky Way galaxy ni awọn ọdun bilionu mẹta akọkọ ninu itan-akọọlẹ agbaye. Mofoloji ti a ṣe akiyesi ti GCE ti wa ni fifẹ lori agbegbe aarin, eyiti a ro ni gbogbogbo pe o jẹ ihuwasi ti pinpin irawọ atijọ (MSP). Iwadi tuntun ti ṣe afihan pe ọrọ dudu (DM) n ṣe agbejade pinpin apoti ti o jọra. Nitorinaa, mejeeji ọrọ dudu (DM) iparun ati awọn idawọle millisecond pulsars (MSPs) fun GCE ti a ṣakiyesi jẹ ṣeeṣe bakanna.
Boya GCE ti a ṣe akiyesi jẹ nitori ọrọ dudu (DM) tabi nitori awọn pulsars millisecond (MSPs) yoo jẹ mimọ nigbati awọn akiyesi γ-ray bii Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) ati Gusu Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO) pari awọn ikẹkọ tera-gamma ray wọn ni ọjọ iwaju. Awọn egungun gamma ti a ṣejade bi ọja iparun ti ọrọ dudu (DM) ni ile-iṣẹ galactic yoo jẹ awọn photon ti o ni agbara-giga pẹlu ipele agbara ti o ga julọ ti isunmọ 0.1 tera-electron-volts (TeV). Awọn ẹrọ imutobi gamma-ray ko le ṣe awari awọn photon ti o ni agbara giga taara. Awọn egungun Tera-gamma yoo jẹ ibi-afẹde pataki fun awọn akiyesi γ-ray iwaju bii CTAO ati SWGO.
Iwadi yii jẹ igbesẹ siwaju ninu wiwa ọrọ dudu ni aaye nipasẹ awọn ọja iparun rẹ sibẹsibẹ wiwa ọrọ dudu ni ile-iṣẹ galactic yoo nilo ijẹrisi nipasẹ awọn akiyesi γ-ray agbara ultra-ga bi CTAO tabi SWGO ni ọjọ iwaju. Pupọ ilọsiwaju pataki diẹ sii ninu imọ-jinlẹ ti ọrọ dudu yoo jẹ wiwa taara eyikeyi patiku DM eyikeyi.
***
To jo:
- Hochberg, Y., Kahn, YF, Leane, RK et al. Awọn ọna tuntun si wiwa ọrọ dudu. Nat Rev Phys 4, 637-641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4
- Misiaszeka M. ati Rossib N. 2024. Wiwa taara ti ọrọ dudu: atunyẹwo to ṣe pataki. Symmetry 2024, 16 (2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201
- Instituto de Física Corpuscular. Ni wiwa ọrọ dudu: ọna tuntun si wiwa awọn alaihan. 22 August 2025. Wa ni https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible
- Muru MM, et al 2025. Fermi-LAT Galactic Centre Excess Morphology of Dark Matter in Simulations of the Milky Way Galaxy. Awọn lẹta Atunwo Ti ara. 135, 161005. Atejade 16 October 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd . Ẹya titẹjade ni arXiv. Ti fi silẹ 8 Oṣu Kẹjọ 2025. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314
- Ile-ẹkọ giga Johns Hopkins. Awọn iroyin – Imọlẹ aramada ni ọna wara le jẹ ẹri ti ọrọ dudu. Ti a fiweranṣẹ lori 16 Oṣu Kẹwa 2025. Wa ni https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/
- Ile-ẹkọ Leibniz fun Astrophysics. Awọn iroyin – Ọna Milky ṣe afihan gamma ray apọju nitori iparun ọrọ dudu. Pipa 17 Oṣu Kẹwa 2025. Wa ni https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/
- Fermi Gamma-ray Space Telescope. Wa ni https://science.nasa.gov/mission/fermi/
- Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO). Wa ni https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/
- Gusu Wide-oko Gamma-ray Observatory (SWGO). Wa ni https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub
- Tartu Observatory. Dudu ẹgbẹ ti Agbaye. Wa ni https://kosmos.ut.ee/en/dark-side-of-the-universe
***
, this excess γ-ray is a possible signature of dark matter arising as a product of self-annihilations of weakly interacting massive particles (WIMPs), a dark matter particle candidate. However, the excess γ-ray observed at the galactic centre may also be due to old millisecond pulsars (MSPs). Hitherto, it was held that the morphology GCE due to dark matter (DM) would be spherical. A recent simulation study reveals that gamma-ray morphology due to DM could be significantly nonspherical and flattened. This means both dark matter (DM) annihilations and millisecond pulsars (MSPs) hypotheses for the observed GCE are equally possible. The gamma rays produced in the annihilation of dark matter (DM) would have an extremely high energy level of approximately 0.1 tera-electron-volts (TeV). The standard gamma-ray telescopes cannot detect these high-energy photons directly. Hence, confirmation of dark matter (DM) model of Galactic Centre Excess (GCE) would be possible upon completion of studies by the tera γ-ray observatories like CTAO and SWGO.){kind=link}